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浅谈北斗卫星导航系统在航海保障方面的应用

来源:现代测绘 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-02-03
作者:网站采编
关键词:
摘要:由于我国的社会发展需要和国家安全需要,我国于20世纪90年代就开始了北斗卫星导航系统(北斗系统)建设,该系统是我国自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天

由于我国的社会发展需要和国家安全需要,我国于20世纪90年代就开始了北斗卫星导航系统(北斗系统)建设,该系统是我国自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。

经过多年的建设发展和技术攻关,北斗系统已日渐成熟,相关的服务和产品已陆续在各个行业中得到应用,如交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、通信时统、应急搜救等领域,逐步渗透到社会民生的方方面面,为全球经济和社会发展注入新的活力。

北斗系统在航海保障方面的应用研究也正在逐步铺展开来,未来在北斗系统的支持下,航海保障体系将更加健全,航海保障能力将得到大幅提升。

1.北斗系统在海上导助航方面的应用

1.1 北斗系统在航标管理上的应用

随着海洋经济、航运经济的蓬勃发展,航标的布设不仅局限于近海等有GPRS/GSM 等有移动信号的地方,也有可能布设于无移动信号的外海。传统的基于GPS与GPRS/GSM 等移动信号遥测遥控系统将无法对航标运行状态进行远程监控。航标遥测遥控终端将收集到的灯器工作电压、工作电流、航标位置等数据转换为北斗卫星能接收的短报文形式,通过北斗卫星传送数据收集中心,再通过互联网技术将收集到的数据呈现在用户显示终端上。同时,用户显示终端上也可以实现对航标遥测遥控终端的操作指令(如开关、更改灯质等操作)。这些操作指令也将转化为短报文,通过北斗卫星实现对航标遥测遥控终端的远程监控。

基于北斗的航标遥测遥控系统为航标维护管理提供了一种新的信息化手段,对于维护管理无移动信号覆盖的地方的航标,起到了减少航标作业人员劳动强度,提高工作效率和航标管理维护质量的作用。

1.2 北斗系统在RBN-DGNSS上的应用

无线电指向标-差分全球导航卫星系统(beacon-diあerential global navigation satellite system,RBNDGNSS)是一种利用航海无线电指向标播放台,将DGNSS差分信息以RTCM-SC104格式播发给用户,向用户提供高精度定位服务的助航系统。目前在南海海区布设有8座RBNDGNSS台站,为南海沿海船舶航行提供了可靠精确的导助航服务。

在很长一段时间里,我国沿海RBN-DGNSS台站只对GPS信息进行差分改正信息播发。我国于2014年开展了在RBN-DGNSS台同步播发BDS和GPS差分改正信息。航海保障部门在基于国际海运事业无线电技术委员会104特委会RTCM推荐标准数据格式,定义北斗电文,在现有的航海无线电指向标(RBN)载频上(频率)同步播发BDS和GPS的差分改正信息。位于广东省珠海市的三灶差分导航台于2014年进行双模改造,工作在291kHz上,同步播发BDS和GPS的差分改正信息。据相关测试和研究表明:定位精度在300km内平面优于1.5 m (95%),BDS/GPS联合定位精度、数据有效率都优于单个卫星导航系统,定位精度相对于GPS提高25%,相对于北斗提高30%左右。这大大提供了定位精度,更有利于船舶航行安全。

2.北 斗在海事测绘方面的应用

BD-CORS,中文全称为北斗连续运行参考站系统。这个系统是一种北斗导航卫星地面差分改正系统,BD-CORS由北斗导航卫星、地面参考站网、数据中心和终端用户四部分组成。BD-CORS系统所利用的是连续运行的多基站网络RTK技术,地面参考站负责不间断的接收北斗导航卫星观测数据,并将观测数据实时传送至数据中心,数据中心根据各参考站的观测值综合计算终端用户所需要的差分改正信息(伪距差分或载波相位差分),并通过公共移动通信网络将差分改正信息实时播发给终端用户,终端用户由此来提高导航定位的精度。

海事测绘对定位精度具有很高的要求,特别是在渤海湾、长江口、珠江口等航运业发达的重点水域的测绘。为此,我国在渤海湾、长江口、珠江口等水域建设了BD-CORS系统,提供厘米级的定位服务。BD-CORS的建立可以大大提高测绘的速度与效率, 降低测绘劳动强度和成本, 节省各项测绘工程实施过程中约30% 的控制测量费用。

3.北斗在海上通信方面的应用

3.1 北斗播发航行警告等安全信息

北斗具有短报文功能,这是北斗与GPS的最大不同。北斗终端可以直接通过北斗卫星对外发送消息,GPS则没有这个功能,这是因为北斗卫星具有双向通信的能力。北斗短报文其实就是北斗终端通过卫星发送的“短信”,只不过每次发送有着120字的限制。即便处于外海、远海,也能通过北斗系统的短报文功能进行通信,而不需要担心信号不通,链路中断。

文章来源:《现代测绘》 网址: http://www.xdchzz.cn/qikandaodu/2021/0203/590.html



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